Genetic factors associated with changes in muscle strength and mass during corticosteroid therapy

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

BACKGROUND: Corticosteroid use is associated with loss of muscle mass and strength, which is associated with an unfavorable prognosis of the underlying disease, as well as an increased risk of cardiovascular disease. Patients with multiple sclerosis (MS) have a higher baseline susceptibility to cardiovascular disease and a higher risk of adverse effects due to corticosteroid use. In clinical practice, different degrees of severity of side effects of corticosteroids are reported. This may be related to the presence of a genetic predisposition, the identification of which should allow a personalized approach to therapy.

AIM: To evaluate the association of polymorphic variants of the glucocorticoid receptor gene NR3C1, the FTO gene, and the melatonin receptor genes MTNR1A, MTNR1B with the development of changes in muscle mass and strength in the context of corticosteroid use in patients with MS.

MATERIALS AND METHODS: The study included 80 patients (mean age 36.3±10.0 years) with MS receiving pulse corticosteroid therapy: 4 (3; 4) g methylprednisolone. Patients were enrolled over the course of one year. To assess the primary endpoint (reduction in muscle mass and strength), muscle strength and mass were monitored before and after therapy using wrist dynamometry, the time-up-and-go test, and bioimpedancemetry. Polymorphic variants of the glucocorticoid receptor gene NR3C1, the FTO gene, and the melatonin receptor genes MTNR1A and MTNR1B were identified by real-time polymerase chain reaction. Intergenic interactions were evaluated using the multifactor dimensionality reduction (MDR) method. R (v. 3.2, R Foundation for Statistical Computing, Austria) was used for statistical analysis.

RESULTS: In women with loss of muscle mass after corticosteroid therapy, there was an increased incidence of depression (p=0.01) for polymorphic variant BclI (rs41423247) of the NR3C1 gene (p=0.005). Reduced dominant arm strength in women was associated with a variant of the BclI gene (rs41423247) (p=0.02), genotypes including BclI (rs41423247) and N363S (rs56149945) (p=0.03). Men with decreased strength in the non-dominant arm were more likely to be smokers (p=0.03). Combinations of genotypes of the NR3C1, FTO, MTNR1B genes were identified with increased and decreased risk of muscle mass loss in women after corticosteroid therapy. Analysis of intergenic interactions showed a strong synergism between the polymorphic variant rs993960 of the FTO gene and rs10830963 of the MTNR1B gene.

CONCLUSION: The presence of polymorphic variants BclI (rs41423247), N363S (rs56149945) of the glucocorticoid receptor gene NR3C1 is associated with loss of muscle strength and mass in women receiving corticosteroid therapy for MS. Combinations of genotypes of the NR3C1, FTO, MTNR1B genes have been identified with an increased risk of muscle mass loss in women after corticosteroid therapy. Modifiable factors associated with loss of muscle mass and strength and cardiovascular risk (depression, smoking) were identified. The data obtained can be used to personalize corticosteroid therapy and prevent cardiovascular and metabolic disorders.

作者简介

Snezhana Brovkina

Rostov State Medical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: snegka12345@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-2486-5223
SPIN 代码: 3059-0330
俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

Irina Dzherieva

Rostov State Medical University

Email: dgerieva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3002-9595
SPIN 代码: 1359-1819

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

Natalya Volkova

Rostov State Medical University

Email: n_i_volkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4874-7835
SPIN 代码: 3146-8337

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

Zoya Goncharova

Rostov State Medical University

Email: centrms@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7093-9548
SPIN 代码: 1422-4904

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

Alexandr Zibarev

Rostov State Medical University

Email: zibarev_al@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-8219-395X
SPIN 代码: 9886-1226

MD

俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

Anastasia Kuznetsova

Rostov State Medical University

Email: anastasya.kuzne2010@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-6766-9479
SPIN 代码: 5979-8986
俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

参考

  1. Damigou E, Kouvari M, Panagiotakos D. The role of skeletal muscle mass on cardiovascular disease risk: An emerging role on modulating lipid profile. Curr Opin Cardiol. 2023;38(4):352–357. doi: 10.1097/HCO.0000000000001047
  2. Qiu S, Wang Q, Chen W, et al. Cumulative muscle strength and risk of cardiovascular disease and all-cause mortality: A prospective cohort study. Arch Med Res. 2023;54(3):261–269. doi: 10.1016/j.arcmed.2023.01.002
  3. Persson R, Lee S, Yood MU, et al. Incident cardiovascular disease in patients diagnosed with multiple sclerosis: A multi-database study. Mult Scler Relat Disord. 2020;37:101423. doi: 10.1016/j.msard.2019.101423
  4. Maric G, Pekmezovic T, Tamas O, et al. Impact of comorbidities on the disability progression in multiple sclerosis. Acta Neurol Scand. 2022;145(1):24–29. doi: 10.1111/ane.13516
  5. Bazi A, Baghbanian SM, Ghazaeian M, et al. Efficacy and safety of oral prednisolone tapering following intravenous methyl prednisolone in patients with multiple sclerosis relapses: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Mult Scler Relat Disord. 2021;47:102640. doi: 10.1016/j.msard.2020.102640
  6. Galati A, Brown ES, Bove R, et al. Glucocorticoids for therapeutic immunosuppression: Clinical pearls for the practicing neurologist. J Neurol Sci. 2021;430:120004. doi: 10.1016/j.jns.2021.120004
  7. Henderson I, Caiazzo E, McSharry C, et al. Why do some asthma patients respond poorly to glucocorticoid therapy? Pharmacol Res. 2020;160:105189. doi: 10.1016/j.phrs.2020.105189
  8. Lengton R, Iyer AM, van der Valk ES, et al. Variation in glucocorticoid sensitivity and the relation with obesity. Obes Rev. 2022;23(3):e13401. doi: 10.1111/obr.13401
  9. Müller LM, Kienitz T, Deutschbein T, et al. Glucocorticoid receptor polymorphisms influence muscle strength in Cushing’s syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2020;105(1):dgz052. doi: 10.1210/clinem/dgz052
  10. Liu C, Cheng KY, Tong X, et al. The role of obesity in sarcopenia and the optimal body composition to prevent against sarcopenia and obesity. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;14:1077255. doi: 10.3389/fendo.2023.1077255
  11. Schreiner TG, Genes TM. Obesity and multiple sclerosis — a multifaceted association. J Clin Med. 2021;10(12):2689. doi: 10.3390/jcm10122689
  12. Appel M, Zentgraf K, Krüger K, Alack K. Effects of genetic variation on endurance performance, muscle strength, and injury susceptibility in sports: A systematic review. Front Physiol. 2021;12:694411. doi: 10.3389/fphys.2021.694411
  13. Ran S, Jiang ZX, He X, et al. Replication of FTO gene associated with Lean Mass in a meta-analysis of genome-wide association studies. Sci Rep. 2020;10(1):5057. doi: 10.1038/s41598-020-61406-3
  14. Zheng B, Yu C, Lv J, et al. Insomnia symptoms and risk of cardiovascular diseases among 0.5 million adults. Neurology. 2019;93(23):e2110–e2120. doi: 10.1212/WNL.0000000000008581
  15. Patel R, Belousov M, Jani M, et al. Frequent discussion of insomnia and weight gain with glucocorticoid therapy: An analysis of twitter posts. NPJ Digit Med. 2018;1:20177. doi: 10.1038/s41746-017-0007-z
  16. Skarlis C, Anagnostouli M. The role of melatonin in multiple sclerosis. Neurol Sci. 2020;41(4):769–781. doi: 10.1007/s10072-019-04137-2
  17. Chen B, You W, Shan T. The regulatory role of melatonin in skeletal muscle. J Muscle Res Cell Motil. 2020;41(2-3):191–198. doi: 10.1007/s10974-020-09578-3
  18. Karamitri A, Jockers R. Melatonin in type 2 diabetes mellitus and obesity. Nat Rev Endocrinol. 2019;15(2):105–125. doi: 10.1038/s41574-018-0130-1
  19. Paul L, Coote S, Crosbie J, et al. Core outcome measures for exercise studies in people with multiple sclerosis: Recommendations from a multidisciplinary consensus meeting. Mult Scler. 2014;20(12):1641–1650. doi: 10.1177/1352458514526944
  20. Hassan-Smith ZK, Morgan SA, Sherlock M, et al. Gender-specific differences in skeletal muscle 11β-HSD1 expression across healthy aging. J Clin Endocrinol Metab. 2015;100(7):2673–2681. doi: 10.1210/jc.2015-1516
  21. Yuksel H, Balaban M, Tan OO, Mungan S. Sarcopenia in patients with multiple sclerosis. Mult Scler Relat Disord. 2022;58:103471. doi: 10.1016/j.msard.2021.103471
  22. Matusik E, Durmala J, Ksciuk B, Matusik P. Body composition in multiple sclerosis patients and its relationship to the disability level, disease duration and glucocorticoid therapy. Nutrients. 2022;14(20):4249. doi: 10.3390/nu14204249

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Prevalence of depression in female patients with changes in muscle mass after corticosteroid therapy.

下载 (108KB)
3. Fig. 2. Distribution of glucocorticoid receptor gene NR3C1 haplotypes depending on changes in dominant arm muscle strength in women after pulse corticosteroid therapy.

下载 (130KB)
4. Fig. 3. Graph showing the frequency of loss of muscle mass in women for each genotype combination. Genotypes with a high risk of loss of muscle mass in women are shown in dark gray and those with a low risk are shown in light gray. Combinations not included in the data for a given outcome are shown in white. The columns within the cells indicate the number of cases of muscle mass loss (left column) and its absence (right column).

下载 (145KB)

版权所有 © Eco-Vector, 2024


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».